高中物理教學中圖像法的應用現狀及應用研究

李孝樹

【摘 要】傳統的高中物理教學及習題訓練中，教師雖然也常常借助畫圖進行知識的講授，卻由于缺乏系統的圖像法講授而導致不習慣也不懂得運用圖像輔助解題。為此，本文將從高中物理圖像法概述入手，對高中物理教學中圖像法的應用現狀進行分析，并對其應用展開研究，以為廣大高中物理教師提供借鑒。

【關鍵詞】高中物理教學 圖像法 應用 作圖意識

一、引言

高中物理不同于初中物理，它的知識繁多而抽象，學生很難快速理解并掌握。因此，尋求一種將抽象轉化為直觀的方法十分有必要。圖像法是將物理知識轉化為理想化的圖像模型的方法，具備抽象向直觀轉化的條件，因此可以借以幫助學生很好地掌握物理學習內容，達到高效學習。本文中所說的圖像法主要是指示意圖（草圖、受力分析圖、電路圖、軌跡圖）和函數圖像（位移—時間圖象、速度—時間圖象、力—時間圖像）。由于教師并沒有系統地講授圖像法，導致學生在具體的運用中存在很多問題。為此，本文將具體分析高中物理教學中圖像法的應用問題，并就高中物理教學中圖像法的應用方法和教師需要注意的問題展開研究。

二、高中物理圖像法概述

物理規律可以用文字來描述，也可以函數式來表示，還可以用圖像來描述。利用圖像描述物理規律，解決物理問題的方法就稱之為圖像法。圖像法通過圖像來確定物理量之間的關系，是一種科學探究的基本方法。利用圖像法可以直觀、形象地描述物理量之間的關系，呈現物理規律與物理知識，使學生更直觀地透過事物本質進行深入研究，使物理問題更為簡潔明了。物理圖象有很多類型，如模型圖、受力分析圖、過程分析圖、矢量合成分解圖、函數圖象等。圖象具有形象、直觀、動態變化過程清晰等特點，能使物理問題簡化明了。這些圖像都可以很好地輔助教師和學生進行物理教學和學習，突破重難點，提高教學效率。

三、高中物理教學中圖像法的應用現狀

當前的高中物理教學中，教師僅在授課時會用到圖像法，學生則習慣于運用數學解析法來解決物理問題，缺少作圖意識，導致圖像法應用不深入。

（一）教師沒有系統講授圖像法

通過訪談，筆者發現，多數高中物理教師會在教學中運用示意圖和函數圖像，其常常會根據教學內容畫出規范的圖像，但是僅限于教師自己使用。由于函數圖像法解題存在著一定的不可知性，解析法卻是萬無一失，因此教師在教學中僅僅拿圖像法來輔助教學，卻并不曾將其系統地講授給學生，而是強調讓學生運用解析法來解答，確保得分。實際上，教師不必擔心圖像法的可靠性，因為解題方法可以是多種多樣的，但正確答案只有一個，只要答案正確都會得分。能用更簡捷的圖像法解決問題實質上是一種創造性思維的體現，應更加值得提倡。

（二）學生習慣于數學解析法，缺少作圖意識

由于教師并不提倡使用圖像法進行物理學習，因此學生在物理學習與解題過程中，常常習慣于使用數學解析法，力求穩妥，但是其缺乏作圖意識，也缺乏使用圖形的技能技巧。問及為何不使用圖像法解題的時候，一些學生回答說：“畫圖很麻煩，所畫的圖像也不一定能確保正確，使用圖像法解決問題時還會經常犯其他的錯誤。”這一點可以在筆者所參與課題的階段性成果《圖像應用于高中物理教學的現狀調查與分析》中體現出來。對于調查問卷的第1題“在物理學習中，你常常畫圖思考嗎？（A總是 B經常 C偶爾 D從不）”，有99名男生和132名女生選擇“C偶爾”，這是所選人數最多的一個選項；而對于第8題“如果可能，在平時的練習中，你經常利用圖像法解題嗎？（A經常 B偶爾 C很少 D根本不）”中，23名男生和52名女生選擇“C很少”；對于第18題“你喜歡通過畫圖解決問題嗎？為什么？”中，190名學生表示不喜歡通過畫圖解決問題。由此可見，學生對于圖像法并沒有形成一定的應用意識和應用習慣，他們在圖像法的應用中還存在著一些問題，需要教師予以重視。

四、高中物理教學中圖像法的應用研究

以上，我們從教師和學生兩個方面分析了高中物理教學中圖像法的應用現狀，下面我們將針對以上現狀對高中物理教學中圖像法的應用展開如下研究：

（一）教師在講授過程中應注重對圖像法的介紹

對于調查問卷第6題“老師向學生講解有關物理圖形的畫法、技巧嗎？（A經常 B有時 C很少 D從不）”，很多學生反映老師很少或者從不講解物理圖形的畫法和技巧，這也是學生缺乏作圖意識與作圖技巧的主要原因；第7題“老師畫的示意圖，你能理解嗎？（A能 B大部分能 C小部分能 D不能）”，受訪的443名學生中有81名學生表示自己只有小部分能理解，6名學生表示不能理解。為此，教師在教學過程中應多注重對圖像法的介紹，多向學生傳授圖像法的使用原則，爭取使絕大多數學生都能理解，能對圖像法形成一個認知。

（二）通過習題培養學生的作圖意識，鞏固學生圖像法應用技能

在課題的階段性成果中，對于學生方面的原因分析筆者已經闡述得比較詳細。在實際應用物理函數圖像的調查中，學生對函數圖像的使用僅局限在課本中的幾種類型，固定的題型和方法。對于學生來說，只適應了特定情況下的一些解題方法，沒有提高到思維的高度，物理圖像的意義與價值并未被學生真正理解與運用，所以導致了大部分學生認為圖像法簡單，但是自己往往缺乏應用意識或者不能正確運用。不同層次的學生有較大差距，這是有主客觀原因的，因為函數圖像與數學有很大關聯，是一種更抽象的物理語言，其本身具有一定難度；通常成績中下等的學生抽象思維水平不高，更偏向于形象的表達方式，對于函數圖像這種抽象的形式存在抵觸意識。這一點可以從學生對調查問卷中問答題的回答看出，如問答題第19題要求學生根據題目畫出物體的“位移—時間”圖像，有73名男生和103名女生不會做；第20題也是考查函數圖像的運用，雖然題目并不是很難，卻有84名男生與105名女生不會做。由此可見，還有很大一部分學生不擅長運用圖像法。因此，教師在具體的教學中應多使用圖像法，多向學生介紹圖像法的優勢與運用技巧，使學生主觀上樂于應用圖像法解決問題，培養學生的作圖意識，鞏固學生的圖像法應用技能，通過圖像法的運用提高物理題的解題效率，提高學生的思維水平。

五、結語

圖像法作為一種科學研究的基本方法，具有很大的優越性，尤其是運用在物理教學中，不僅能夠有利于突出物體的主要特征，提高物理教學效率，還能鍛煉、培養學生的思維，培養學生數形結合的思維能力，促進學生視覺—空間智能的發展，體現科學的思維方式的特點。圖像法的這些優勢決定了物理教師應該多向學生介紹、傳授這種解題方法，培養學生形成運用圖像法的習慣，提高學生運用圖像法的能力，使學生能夠借助圖像法更好地完成物理學習。本文作為賀州市“十二五”教育科學規劃課題《圖像法在高中物理教學中的應用研究》的研究成果之一，意在更深入地解析圖像法的應用現狀，更好地輔助課題研究，推進研究內容的深化。

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